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Verfahren zum Ausbessern von in ein Bauwerk eingebauten Gründungspfählen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ausbessern von in ein Bauwerk eingebauten
Gründungspfählen, z. B. bei Kaimauern mit vorn offenem Holzpfahlrost, durch Entfernen
des angegriffenen oder beschädigten, meistens frei- im Wasser stehenden Pfahlstückes
und Ersetzen desselben durch ein neues, vom bestehenden Pfahl in Material und/oder
Querschnitt gegebenenfalls abweichendes Pfahlstück.
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Es ist bekannt, daß im Bereich der frei im Wasser stehenden Teile
von Gründungspfählen hochstehender, meist hölzerner Pfahlroste, insbesondere bei
Kaimauern auf vorn offenem Pfahlrost, häufig Zerstörungen durch Befall von Bohrmuscheln
oder anderen Schädlingen oder durch Fäulnis u. a. auftreten. Der Pfahlquerschnitt
wird dabei auf kleinere oder größere Länge erheblich geschwächt, wodurch die Standsicherheit
gefährdet wird.
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Es ist bekannt, geschwächte oder zerstörte Holzpfahlabschnitte aus
den vorhandenen Pfählen herauszuschneiden und durch Stahlbeton- oder Stahlpfahlteile
zu ersetzen, die durch Kupplungsteile an die noch tragfähigen oberen und unteren
Abschnitte der vorhandenen Pfähle angeschlossen werden. Um hierbei den teilerneuerten
Pfahl in beliebigem Maße zum Tragen heranzuziehen, wird gemäß dem Verfahren nach
der Erfindung vorgeschlagen, daß das der Länge nach einteilig oder zweiteilig ausgebildete
neue Pfahlstück in der Weise eingefügt wird, daß, wenn es einteilig ist, zwischen
sein oberes oder unteres Ende und das obere bzw. untere bestehende Pfahlstück und,
wenn es zweiteilig ist, an der hierdurch auftretenden Stoßstelle ein dehnbares Element,
wie hydraulische Presse, Hebebock oder Schraubenspindel bleibend eingesetzt wird.
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Durch die wahlweise Änderung der Traglast bestimmter einzelner erneuerter
Pfähle ist auch das Gesamtbauwerk wahlweise veränderbar.
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Das Verfahren ist einfach und zuverlässig. Die Tragfähigkeit und die
vorhandene Belastung kann nach dem Auswechseln. mit Sicherheit nachgewiesen werden.
Das Verfahren ist auch anwendbar zu einer aus baulichen Gründen, z. B. Hafenvertiefung,
erwünschten Verstärkung der freistehenden Länge solcher Pfähle (Erhöhung der Knickfestigkeit).
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Hierbei wird bei einteiliger Ausbildung des einzusetzenden Pfahlstückes
der um das elastische Element, z. B. Hebebock, herum zunächst frei bleibende Raum
des Pfahlquerschnittes nach erreichter Belastung zur Drucksicherung, Aussteifung
und Konservierung mit einer Zementmörtelmischung oder einer anderen erhärtenden
Masse ausgefüllt. Die Fuß- und Kopfplatten des Hebebockes sowie auch die Fugen zwischen
den alten Pfahlstücken und dem neuen Pfahlstück werden zur Schubsicherung mit verzahnten
Holzdübelverbindungen versehen. Bei Verwendung beliebiger Stahlprofile für das neue
Pfahlstück werden die Druckplatten des Hebebockes mit den Stahlprofilen verschweißt.
Bei Verwendung von Stahlrohren als neues Pfahlstück kann das letztere derart zweiteilig
ausgebildet werden, daß Rohre verschiedenen Durchmessers teleskopartig ineinandergeschoben
und z. B. durch einen mechanisch selbstsperrenden Hebebock, der im Raum zwischen
den Enden der ineinandergeschobenen Rohre angeordnet ist, voll belastet werden.
Es können sowohl Holzpfähle durch Holzpfähle als auch Holzpfähle durch Stahlpfähle
beliebigen Profils oder auch Stahlbeton- oder Spannbetonpfähle durch Holz- bzw.
Stahlpfähle ausgewechselt werden. Es ist hierbei auch jede andere Kombination von
Holz-, Stahl-, Stahlbeton- oder Spannbetonpfählen möglich.
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In den Zeichnungen sind einige Ausführungsformen von Anwendungsbeispielen
für lotrechte oder schräge Druckpfähle, die aber bei entsprechender Abwandlung sinngemäß
auch bei Zugpfählen angewendet werden können, schematisch dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 das Gesamtbild einer Pfahlgründung mit ausgewechselten Pfahlstücken, Fig.
2 eine Ausführungsform einer Holzpfahlstückauswechslung in Ansicht und im Schnitt,
Fig. 3 und 4 Querschnitte nach den Schnittlinien 111-III bzw. IV-IV der Fig. 2,
Fig. 5 und 6 Bewehrungsstähle für die Zementmörtelumhüllung des Hebebockes bei einer
Holzpfahlstückauswechslung in Längsschnitt und Querschnitt,
Fig.
7 eine andere Ausführungsform einer Pfahlstückauswechslung durch I-förmige Stahlpfahlstücke
in Ansicht und im Schnitt, Fig. 8 einen Pfahlstückquerschnitt zu Fig. 7, Fig. 9
eineAusführungsform mit rohrförmigenStahlpfahlstücken im Schnitt, Fig. 10 mehrere
Pfahlstückquerschnitte zu Fig. 9, Fig. 11. und 12 Ausführungsformen mit Teleskoprohren
zur Pfahlstückauswechslung im Schnitt.
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Die beschädigten Holzpfähle c eines im Wasser stehenden hohen Pfahlrostes
nach Fig. 1 sollen ausgebessert werden.
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Der .die Pfahllast in dem Baugrund übertragende untere Teil des beschädigten
Pfahles c bleibt unberührt.
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Das schadhafte oder zu verstärkende Pfahlstück von beliebiger Länge
wird herausgeschnitten und durch ein neues Pfahlstück d aus Holz oder Stahl oder
auch aus Stahlbeton ersetzt. Dabei fällt vorübergehend nur dieser einzelne Pfahl
aus. Wenn erforderlich, wird die untere Schnittstelle vorher auf der Gewässersohle
freigespült. Die Fugen 8 und 10 derDruckflächen zwischen dem alten und dem neuen
Pfahlstück d werden genau senkrecht zur Pfahlachse angeordnet und durch besondere
Maßnahmen gegen seitliche Scherkräfte gesichert. Diese Fugen werden im Bereich der
frei im Wasser stehenden Pfahllänge möglichst so hoch oder tief gelegt, daß die
Knicksicherheit des Pfahles nicht wesentlich vermindert wird. Die Knicksicherheit
kann durch Wahl eines Profils größere Steifigkeit für das neue Pfahlstück oder durch
Querverbindung des neuen Pfahlstückes mit Nachbarpfählen oder auch durch Einbettung
in den Boden willkürlich erhöht werden. Die erforderlichen Unterwasserarbeiten sind
durch Taucher unschwer auszuführen.
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Bei allen Anwendungsbeispielen des Verfahrens wird eine hydraulische
Presse oder ein Hebebock 1 bekannter Bauart verwendet, der zum Einbringen der gewünschten
Vorspannung in den Pfahl dient, als tragendes. Glied in diesen eingebaut wird und
im Bauwerk verbleibt. An Stelle der hydraulischen Presse kann auch eine Schraubspindel
verwendet werden, deren Drehmoment zur Ermittlung der Pfahlkraft meßbar ist.
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Verwendet werden können im. allgemeinen hydraulische Hebeböcke mit
Gewinde 2 sowie Sicherheitsmutter 3, die vor Wegnahme des hydraulischen Drukkes
festgesetzt wird und dann belastet die Pfahllast überträgt. Andere Mittel zur Lastübertragung
sind bei den einzelnen Ausführungsbeispielen angegeben.
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In den Fig. 2 bis 4 ist die Verwendung neuer Holzpfahlstücke gezeigt.
Die neu einzusetzenden Pfahlstücke d können Rundhölzer 9 oder auch Kanthölzer sein.
Bei Kanthölzern werden die hier kreisrunden Druckplatten 4 beiderseits der hydraulischen
Presse 1 entsprechend ausgebildet.
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Als Schubsicherung werden in der unteren Fuge 10, in .der Holz auf
Holz trifft, geeignete doppelseitig gezahnte Krallendübel 10 a handelsüblicher Ausführung
eingelegt; in den beiden Fugen 8 an den Druckplatten wirken in gleicher Weise einseitig
gezahnte Krallendübel11, die mit ihrer glatten Seite fest auf die stählernen Druckplatten
4 geschweißt sind. Beim Vorspannen des Pfahles durch hydraulischen Druck werden
die Dübelkrallen fest in das Holz eingepreßt. Der hydraulische Hebebock 1 selbst
wird am Fuß und Kopf durch je einen fest auf die Druckplatten aufgeschweißten passenden
Führungsring 12 gegen seitliches Ausweichen gesichert.
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Die Umhüllung 5 des fertig auf Druck gebrachten Hebebockes 1 samt
Druckplatten 4 besteht aus Zementmörtel mit leichter Rundstahlbewehrung 13, deren
Längsstäbe an den Druckplatten abwechselnd angeschweißt sind. Die Umhüllung 5 versteift
nach dem Erhärten des Zementmörtels die Stoßstelle e und schützt die Stahlteile
gegen Korrosion. Der Mörtel wird in eine flexible Ummantelung 14 aus Gummi oder
Kunststoff, die beide Pfahlenden übergreift und dort mittels einer elastischen Umschnürung
15 od. dgl. fest und dicht anschließt, durch einen Druckschlauch 16 von unten eingepreßt,
während das Wasser nach oben durch einen Auslauf 17, der mit einem Steigschlauch
bis über den Wasserspiegel geführt sein kann, entweicht. Die flexible Ummantelung
14 ist hierzu seitlich unten und oben mit je einem Schlauchanschlußstück 18 versehen.
Nach vollständiger Füllung des Hohlraumes mit Zementmörtel, Abnehmen der Schläuche
und Verschluß der Anschlußnippel kann der frische Mörtel durch Anziehen einer um
die flexible Ummantelung 14 gelegten breiten Schraubschelle 19 zusammengepreßt und
verdichtet werden, wodurch auch ein fester Anschluß des Zementmörtels an die Holzteile
erzielt wird. Wenn die Ummantelung 14 mit einer flexiblen zugfesten Gewebeeinlage
versehen ist, kann der Mörtel auch ohne Verwendung einer Schraubschelle durch den
Einpreßdruck verdichtet werden, wobei der verlangte Verdichtungsdruck nachgewiesen
werden kann. Die Ummantelung 14 kann nach Erhärten des Zementmörtels entfernt und
samt Zubehör wieder verwendet werden.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 7 bis 10 können die neu
einzusetzenden Pfahlstücke Stahlpfähle 20 oder 6 sein. Die Druckplatte 4 unter dem
hydraulischen Hebebock 1 wird hierbei fest auf oder in den Kopf des Stahlpfahles
20 bzw. 6 geschweißt; für die Druck- und Schubübertragung in der unteren Fuge 8
dient ebenfalls eine angeschweißte Druckplatte 4 mit an ihr festsitzenden einseitig
gezahnten Krallendübeln 11. Die Druckplatte 4 kann bei rohrförmigen Stahlpfählen
6 so weit im Innern des Stahlpfahles befestigt werden, daß dieser über den unteren
Holzpfahlkopf geschoben werden kann. Dann können Krallendübel entbehrlich sein (s.
Fig. 9).
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Die Umhüllung des fertig auf Druck gebrachten Hebebockes erfolgt durch
eine flexible Ummantelung, wobei der untere Abschluß der Ummantelung auf dem Umfang
der kreisrunden unteren Druckplatte 4, oder bei Stahlrohrpfählen 6 auch auf dem
Rohrmantel, durch eine Schraubschelle bewirkt wird.
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Die neu einzusetzenden Pfahlstücke d können auch Stahlbeton- oder
Spannbetonpfähle von beliebigem, vornehmlich vollem kreisrundem oder quadratischem
Querschnitt sein. Hierbei werden die stählernen Druckplatten an beiden Enden des
neuen Pfahlstückes durch angeschweißte und möglichst schon bei der Pfahlherstellung
einbetonierte Bewehrungsstähle befestigt. Die Umhüllung des fertig auf Druck gebrachten
Hebebockes erfolgt wie vorstehend beschrieben.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 11 und 12 wird das auszuwechselnde
Pfahlstück durch ein aus zwei ineinander zu schiebenden Stahlrohren 21 und 22 geeigneten
Durchmessers bestehendes Stahlpfahlstück ersetzt. Die Verbindung mit den hölzernen
Pfahlstümpfen c oben und unten erfolgt, wie bereits für geschlossene Stahlpfahlquerschnitte
erläutert,
durch überschieben des Stahlrohres und in diesem befestigte
Druckplatten 4 mit oder ohne Krallendübel.
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Die ineinander passenden Rohrteile 21 und 22 werden so weit
zusammengeschoben, daß eine biegesteife Verbindung erzielt wird. Der zwischen den
Druckplatten beider Rohrteile einzubauende hydraulische Hebebock 1 kann dabei in
beliebiger Höhe angeordnet werden.
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Da der Hebebock hierbei nach Aufbringen des hydraulischen Druckes
nicht mehr zugänglich ist, werden entweder mechanisch selbstsperrende Hebeböcke
-ohne von Hand festzusetzende Sicherheitsmutter -verwendet, oder aber es wird bei
Verwendung gewöhnlicher Hebeböcke an Stelle von Wasser, Öl oder Glycerin hier mit
Zementmilch oder einem anderen erhärtenden Mittel gepreßt und der Druck bis zum
Erhärten dieses Mittels gehalten, so daß der Hebebock ohne Sicherheitsmutter allein
auch im Dauerzustand die Spannkraft überträgt. Die Umhüllung des fertig auf Druck
gebrachten Hebebockes und die Ausfüllung des Hohlraumes 7 zwischen den Druckplatten
im teleskopartigen Rohr kann durch Einpressen von Zementmörtel oder einer bituminösen
Heißmasse von unten her erfolgen, wobei das Wasser nach oben zwischen beiden Rohrteilen
an deren Umfang 23 entweicht. Dort kann bei Bedarf auch ein elastischer Dichtungsring
angeordnet werden.
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Ferner kann auch bei Verwendung gewöhnlicher Hebeböcke ohne Sicherheitsmutter
mit normaler Preßflüssigkeit in den Hohlraum 7 um den Hebebock herum, während der
volle hydraulische Druck gehalten wird, rasch erhärtender Beton oder Mörtel eingepreßt
werden, der danach an Stelle des Hebebockes die Druckkraft überträgt.